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1. 什么是异常
- 异常是程序在运行过程中发生由于硬件设备问题、软件设计错误等因素导致的 程序异常事件。
- 异常发生在程序运行期间,它影响了正常的程序执行流程。
- 异常，英文是:Exception，意思是例外。
- 程序在编译、运行期间发生了某种异常，我们可以对异常进行具体的处理。若不处理异常，程序将会结束运行。
2. 异常体系结构
2.1Throwable
Java把异常当作对象来处理，并定义一个基类java.lang.Throwable作为所有异常的超类。
2. 2 结构图
3. 错误与异常
在Java API中已经定义了许多异常类，这些异常类分为两大类，错误Error和异常Exception。
错误Error:错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略。例如，当栈溢出时，一个错误就发生了，它们在编译也检查不到的。
3.1 Error
- Error错误通常没有具体的处理方式，程序将会结束运行。
- Error错误的发生往往都是系统级别的问题，大多数错误与代码编写者所执行的操作无关，都是JVM所在系统发生的，并反馈给JVM。我们无法针对处理，只能修正代码。
- Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError)，当JVM不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现OutOfMemoryError。这些异常发生时，Java虚拟机(JVM)一般会选择线程终止。
- 还有发生在虚拟机试图执行应用时，如类定义错误(NoClassDefFoundError)、链接错误(LinkageError)。这些错误是不可查的，因为它们在应用程序的控制和处理能力之外，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。
例：内存溢出错误OutOfMemoryError
public class Demo01{
public static void main(String[] args) {
int arr[] = new int[1000*1000*1000];
}
}
运行结果：
分析：内存溢出错误：OutOfMemoryError。开辟了过大的数组，导致JVM在分配空间时超出了JVM内存空间，发生错误。
3.2 Exception
程序异常指程序在编译，运行期间发生了某些异常，我们可以对异常进行具体处理。若不处理，程序将结束运行。
在Exception分支中有一个重要的子类RuntimeException(运行时异常)
- ArraylndexOutOfBoundsException(数组下标越界)
- NullPointerException(空指针异常)
- ArithmeticException(算术异常)
- MissingResourceException(丢失资源)
- ClassNotFoundException(找不到类）等异常，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。
这些异常一般是由程序逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生;
Error和Exception的区别: Error通常是灾难性的致命的错误，是程序无法控制和处理的，当出现这些异常时，Java虚拟机(JVM)一般会选择终止线程;Exception通常情况下是可以被程序处理的，并且在程序中应该尽可能的去处理这些异常。
例：数组索引越界异常（数组下标越界）ArraylndexOutOfBoundsException
public class Demo01{
public static void main(String[] args) {
int arr[] = {1,2,3};
System.out.println(arr[3]);
}
}运行结果：
分析：创建一个数组，包含三个数 1,2,3，对应的数组下标分别是0,1,2，没有3。
4. Java异常处理机制
4.1 捕获异常
案例一
public class Demo01{
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 0;
int c = 0;
c = a/b;
System.out.println(c);
System.out.println(a+100);
}
}
运行结果：
分析：通过运行结果可以发现第六行代码 c = a/b出现了异常，因为b=0，0不能做除数。
案例二
public class Demo01{
public static void main(String[] args) {
int a[] = {10,20,30,402,50};
int end = 0;
try{
end = a[5];
end+=10;
}catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println(end);
}
}运行结果：
案例三
public class Demo01{
public static void main(String[] args) {
int a[] = {1,2};
a = null;
printMessage(1,2,a);
System.out.println("over");
}
public static void printMessage(int x,int y,int[] a){
try{
System.out.println(a[1]);
System.out.println(x/y);
}catch (ArithmeticException e){
e.printStackTrace();
System.out.println("算术异常");
}catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
e.printStackTrace();
System.out.println("数组下标越界");
}catch (NullPointerException e){
e.printStackTrace();
System.out.println("空指针异常");
}
System.out.println("函数执行完毕");
}
}
运行结果：
4.2 抛出异常
- 抛出异常意思就是，方法内部不想处理异常，进行抛出，然后让调用者去处理。
- 捕获异常即try...catch语句
语法格式：
try{
//有可能出现异常的代码或语句 ;
}catch (异常类型 变量名) {
} finally {
异常的出口
}
- 我们将可能发生异常的代码段放入到try{...}语句中。
- 将发生异常之后，我们处理的代码段放入到catch{...}语句中。
案例一
public class Demo01{
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
int b = 0;
System.out.println(a / b);
}
}
运行结果：
正确程序：
public class Demo01{
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
int b = 0;
try { //监控区域
System.out.println(a/b);
}catch(ArithmeticException e){ //想要捕获的类型
System.out.println("程序出现异常");
}finally{//处理善后工作 //可以不要finally
System.out.println("finally");
}
}
}
运行结果：
案例二
public class Demo02 {
public static void main(String[] args) {
div(4,0);
}
private static void div(int a, int b) {
int c = a/b;
System.out.println(c);
}
}正确程序：
public class Demo02 {
public static void main(String[] args) {
div(4,0);
}
private static void div(int a, int b) {
try {
System.out.println(a/b);
}catch (ArithmeticException e){
System.out.println("程序异常");
}
}
}运行结果：程序异常
4.3异常处理五个关键字
异常处理五个关键字：try、catch、finally、throw、throws
5. 异常分类
5.1非运行时异常
非运行时异常:非运行时异常也叫编译异常或者受检异常。最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单地忽略。
5.2运行时异常
- 运行时异常:运行时异常是可能被程序员避免的异常。与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略。
- RuntimeException 和他的所有子类异常，都属于运行时期异常，比如NullPointerException, ArrayIndexOutOfBoundsException 等都属于运行时期异常
- 运行时期异常的特点就是当方法中抛出运行时期异常时，方法定义中无须throws声明，调用者也无需处理此异常，运行时期异常一旦发生，需要程序人员修改源代码
案例一
public class Demo01{
public static void main(String[] args) {
div(4,0);
}
private static void div(int a, int b) {//声明异常
if (b==0){
throw new ArithmeticException();
}
int c = a/b;
System.out.println("两数相除的值是："+c);
}
}运行结果：
6. 自定义异常
用户可以自定义异常。用户自定义异常类，只需继承Exception类即可。
在程序中使用自定义异常类，大体可分为以下几个步骤:
- 创建自定义异常类。
- 在方法中通过throw关键字抛出异常对象。
- 如果在当前抛出异常的方法中处理异常，可以使用try-catch语句捕获并处理;否则在方法的声明处通过throws关键字指明要抛出给方法调用者的异常，继续进行下一步操作。
- 在出现异常方法的调用者中捕获并处理异常。
案例一
自定义异常类
//自定义异常类
public class MyException extends Exception{
private int detail;
public MyException(int a){
this.detail=a;
}
//打印信息 toString方法
@Override
public String toString() {
return "MyException{" +
"detail=" + detail +
'}';
}
}定义一个测试类
//定义一个测试类
public class Test {
static void test(int a) throws MyException {//可能存在异常的方法
System.out.println("传递的参数为："+a);
if(a>10){
throw new MyException(a);
}
System.out.println("ok");
}
public static void main(String[] args) {
try {
test(156);
} catch (MyException e) {
System.out.println("MyException");
}
}
}运行结果：
经验总结：
- 处理运行时异常时，采用逻辑去合理规避同时辅助try-catch处理。
- 在多重catch块后面，可以加一个catch (Exception)来处理可能会被遗漏的异常。
- 对于不确定的代码，也可以加上try-catch，处理潜在的异常。
- 尽量去处理异常，切忌只是简单地调用printStackTrace()去打印输出。
- 具体如何处理异常，要根据不同的业务需求和异常类型去决定。
- 尽量添加finally语句块去释放占用的资源。
7. 异常在重写中的运用
子类覆盖父类方法时，如果父类的方法声明异常，子类只能声明父类异常或者该县的子类，或者不声明。
伪代码如下:
class Father{
public void method() throws RuntimeException{
}
}
class Son extends Father{
public void method() throws RuntimeException{}//抛出父类一样的异常
//public void method() throws NullPointerException{}//抛出父子类异常
}当父类方法声明多个异常时，子类覆盖时只能声明多个异常的子集
伪代码如下：
class Father{
public void method () throws NullPointerException, ClassCastException{
}
}
class Son extends Father {
// public void method() throws NullPointerException, ClassCastException {}
// public void method() throws NullPointerException {} //抛出父类异常中的一部分
// public void method() throws ClassCastException {} //抛出父类异常中的一部分
}当被覆盖的方法没有异常声明时，子类覆盖时是无法声明异常的
伪代码如下：
class Father {
public void method(){
}
}
class Son extends Father {
public void method() throws Exception {} //错误代码演示
}父类中没有声明异常，而实现的子类覆盖方法时发生了异常，处理方法如下:
无法进行throws声明，只能catch 的捕获。万一问题处理不了，catch中继续throw抛出，但是只能将异常转换成RuntimeException子类抛出。